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【题目】 研究碳及其化合物的相互转化对能源的充分利用、低碳经济有着重要的作用。

已知:①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1=+206.1kJ·mol1

②2H2(g)+CO(g)CH3OH(l) △H2=128.3kJ·mol1

③2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H3=483.6kJ·mol1

25℃时,在合适的催化剂作用下,采用甲烷和氧气一步合成液态甲醇的热化学方程式为

利用反应来制备氢气,为了探究温度、压强对反应速率、转化率的影响,某同学设计了以下三组对比实验(温度为400℃500℃,压强为101kPa404kPa)

实验序号

温度

压强/kPa

CH4初始浓度/ mol·L1

H2O初始浓度/ mol·L1

1

400

p

3.0

7.0

2

t

101

3.0

7.0

3

400

101

3.0

7.0

实验2和实验3相比,其平衡常数关系是K2 K3(“=”)

将等物质的量的CH4和水蒸气充入1L恒容密闭容器中,发生上述反应,在400℃下达到平衡,平衡常数K=27,此时容器中CO物质的量为0.10mol,则CH4的转化率为

科学家提出由CO2 C的太阳能工艺如图1所示。

重整系统发生的反应中n(FeO):n(CO2)=6:1,则Fe xOy的化学式为______________

②“热分解系统中每分解l mol Fe xOy,转移电子的物质的量为___________

1 2

⑷pC类似pH,是指极稀溶液中的溶质浓度的常用负对数值。若某溶液中溶质的浓度为1×103mol·L1,则该溶液中溶质的pC=-lg(1×103)3。如图225℃H2CO3溶液的pCpH图。请回答下列问题 (若离子浓度小于105mol/L,可认为该离子不存在)

在同一溶液中,H2CO3HCO3CO32____________(不能”)大量共存。

H2CO3一级电离平衡常数的数值Ka1=________________

人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系可以抵消少量酸或碱,维持pH=7.4。当过量的酸进入血液中时,血液缓冲体系中的最终将_________

A.变大 B.变小 C.基本不变 D.无法判断

【答案】

⑴CH4(g)+O2(g)CH3OH(l)△H1=164.0kJ·mol1

⑵①(90.9%90.91%×100%均可)

⑶①Fe3O4②2mol

⑷①不能②1×106③A

【解析】

试题分析已知:①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1=+206.1kJ·mol1

②2H2(g)+CO(g)CH3OH(l) △H2=128.3kJ·mol1

③2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H3=483.6kJ·mol1

根据盖斯定律,将①+×③+②得:CH4(g)+ O2(g)CH3OH(l)

△H1=(+206.1kJ·mol1)+(483.6kJ·mol1)+(128.3kJ·mol1)=164.0kJ·mol1

故答案为:CH4(g)+ O2(g)CH3OH(l)△H1=164.0kJ·mol1

⑵①对比实验23,只有温度不同,其它条件相同,所以实验23的目的是探究温度对化学反应速率的影响;实验13温度相同,平衡常数相同,即K1=K3,比较实验12,实验2中温度高,温度升高,平衡向吸热方向移动,该反应为吸热反应,所以平衡向正反应方向移动,平衡常数增大,即K2K1,所以K2K3故答案为:>;

依据化学平衡的三段式列式计算,设CH4H2O(g)物质的量为a

CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)

起始量(mol) a a 0 0

变化量(mol) 0.10 0.10 0.10 0.30

平衡量(mol) a-0.10 a-0.10 0.10 0.30

由平衡常数表达式:K===27

解之得:a=0.11,平衡转化率:×100%=90.9%

由示意图可知重整系统中CO2FeO反应生成FexOyC发生的反应中n(FeO):n(CO2)=6根据Fe原子、O原子守恒可知xy=6(6+2)=34FexOy的化学式为Fe3O4故答案为Fe3O4

热分解系统中是Fe3O4分解为FeO与氧气分解l mol Fe3O4转移电子的物质的量为1mol×3×(-2)=2mol故答案为2mol

(4)碳酸存在的溶液中酸性较强、碳酸根离子存在的溶液中碱性较强,所以碳酸根离子和碳酸不能大量共存,故答案为:不能;

由图象可知当pH=6时,pC(H2CO3)=pC(HCO3-),结合Ka1(H2CO3)===10-6,故答案为:10-6

氢离子浓度增大,平衡向左移动放出CO2,碳酸浓度基本不变,则c(H+)/c(H2CO3)最终将变大,故选A

练习册系列答案
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图中Y是______________填化学式;X与稀NaOH溶液反应的离子方程式是:______________。

分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小___________。

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